DE3539955A1 - Vakuumreguliergeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vakuumreguliergerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem solchen bekannten Vakuumreguliergerät befindet sich zwischen dem Atmosphärenstutzen und dem Vakuumstutzen ein verstellbares Nadelventil, das auf eine gewünschte Leckluftmenge empirisch eingestellt wird. Je nach der eingestellten Leckluftmenge wird das von der Pumpe erzeugte Vakuum verringert, d.h. der Druck erhöht. Das Nadelventil weist eine feingängige Gewindespindel auf, mit der ein Leckluft-Querschnitt durch Verdrehen der Gewindespindel verändert wird. Bei einer solchen Leckluft­ regulierung wird also immer ein Atmosphären-Lufteinlass mehr oder weniger offengehalten. Zum Anpassen des Gerätes an die verschiedensten Verwendungszwecke muss das Nadel­ ventil um mehrerer Umdrehungen verschraubt werden. Hier­ durch wird die Reproduzierbarkeit von verschiedenen stark voneinander abweichenden Vakua sehr erschwert, denn bei mehrfachen Umdrehungen der Gewindespindel kann nicht sehr genau mit Skala und zugeordneter Indexmarke gearbeitet werden. Wenn man bedenkt, dass in der Praxis mit ein und demselben Vakuumreguliergerät z.B. in einem Spital solch unterschiedliche Vakua einreguliert werden müssen, die z.B. bei einer Saugglocke (für Geburtshilfe) in der Grös­ senordnung von 0,5 × 10⁵Pa liegen, dagegen ein Vakuum für die Sekretabsaugung in der Grössenordnung von 0,5 × 10⁵Pa benötigt wird und für eine Pleuradrainage ein Va­ kuum in der Grössenordnung von 0,3 × 10³Pa benötigt wird. Ein solches Vakuumreguliergerät kann also für die ver­ schiedensten mechanischen Sauggeräte verwendet werden; das Gerät kann aber auch für eine zentrale Vakuumanlage im Spital verwendet werden, wobei aber auch eine möglichst schnelle und genau einstellbare Einregulierung eines ge­ wünschten Vakuums angestrebt wird. Da weiterhin bei der eingangs erwähnten Leckluftregulierung die von der Pumpe erzielte Kapazität nur dann voll wirksam ist, wenn das Reguliergerät ausser Betrieb gesetzt ist, nämlich die Leckluftmenge ganz abgesperrt ist, so ist es eigentlich verständlich, dass es vorteilhafter wäre, wenn man bei Betrieb des Vakuumreguliergerätes die gesamte Pumpenka­ pazität nutzen könnte. Es ist weiterhin verständlich, dass es bei einer Leckluftregulierung länger dauert, bis ein gewünschtes Vakuum aufgebaut worden ist, verglichen mit einem Reguliergerät, bei dem nicht ständig über den Atmosphärenstutzen Fremdluft angesaugt wird.

Es wird die Schaffung eines Vakuumreguliergerä­ tes bezweckt, bei dem die vorerwähnten Nachteile vermie­ den werden können. Die erfindungsgemässe Ausgestaltung dieses Reguliergerätes ergibt sich aus dem kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruchs 1.

Durch diese erfindungsgemässe Massnahme wird nunmehr eine echte Kombination von Leckluftregulierung und Membranregulierung erzielt. Da der Ventilschliess­ körper also an einem Sitz abdichtend anliegen kann, wird in diesem Zustand des Ventilschliesskörpers keine Fremd­ luft über den Atmosphärenstutzen angesaugt. Der Aufbau des gewünschten Vakuums erfolgt also schnell. Hierbei wird die gesamte Pumpenleistung wirksam, d.h. die ganze Kapazität der Pumpe wird genutzt. Durch die Reihenschaltung eines Stellmotors, der also vom Vakuum betätigt wird, mit dem Ventilschliesskörper, kann nunmehr der Ventil­ schliesskörper durch den Stellmotor von seinem Ventil­ sitz abgehoben werden. Durch den Stellmotor kann somit erst nach Aufbau des gewünschten Vakuums auf eine Leck­ luftregulierung übergegangen werden. Der Stellmotor kann in vorteilhafter Weise einen Membran-Antrieb aufweisen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt dargestellt.

Das Vakuumreguliergerät hat einen Vakuumstutzen 1, einen Atmosphärenstutzen 2 und einen Sollwert-Einstel­ ler 3. Letzterer hat einen zylindrischen Gewindezapfen 4 und einen damit einstückigen als Handhabe dienenden Dreh­ knopf 5. Der Gewindezapfen 4 hat ein Aussengewinde 6 so­ wie eine axiale Abstützschulter 7 für eine Schrauben­ druckfeder 8. Der Sollwert-Einsteller 3 ist im Innenge­ winde 9 eines Gehäuses 10 mittels des Handdrehknopfes 5 axial verschraubbar. Am in der Zeichnung oberen Teil des Gehäuses 10 ist dieses mit einem O-Ring 11 versehen, der als Abdichtung gegenüber dem Sollwert-Einsteller 3 dient. Das Gehäuse 10 hat weiterhin am genannten oberen Ende einen Anschlag 12 für einen im Handdrehknopf 5 sitzenden Zapfen 13. Um etwa 90° in Umfangsrichtung gegenüber dem Anschlag 12 versetzt ist das obere Ende des Gehäuses 10 noch mit einem anderen, nicht dargestellten ebensolchen Anschlag für den Zapfen 13 versehen. Durch diese beiden erwähnten Anschläge wird der Drehbereich des Handdreh­ knopfes 5 gegenüber dem Gehäuse 10 auf einen Winkel von 270° begrenzt. Es soll hier gleich darauf hingewiesen werden, dass bei einem anderen Ausführungsbeispiel dieser Drehwinkel auch eine andere Grösse haben kann; er sollte aber in später erläuterter Weise höchstens eine Umdrehung umfassen.

Innerhalb des Gehäuses 10 befindet sich ein Ven­ tilschliesskörper 14, der aus zwei in der Bewegungsrich­ tung hintereinanderliegenden Teilen 15 und 16 besteht, die sich über ein sphärisches Gelenk 17 aufeinander ab­ stützen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das sphärische Gelenk 17 aus einer Kugel, die in Lagerpfannen der beiden Teile 15 und 16 liegt. Die vom Teil 15 geführ­ te Schraubendruckfeder 8 stützt sich einerends am Soll­ wert-Einsteller 3 und andererends am Ventilschliesskörper 14 ab. Der Teil 16 trägt einen O-Ring 18, der abdichtend am konischen Gehäusesitz 19 anliegt. Der in der Zeichnung untere Teil 16 des Ventilschliesskörpers 14 hat noch einen Stössel 20. Durch die Unterteilung des Ventil­ schliesskörpers 14 in die beiden Teile 15 und 16 mit zwischenliegender Kugel 17 wird erreicht, dass der Ventil­ schliesskörper sehr leichtgängig innerhalb des Gehäuses 10 axial beweglich ist, da kein Verkanten des Ventil­ schliesskörpers in seinen Führungen eintreten kann. Wei­ terhin wird bei einer Verdrehung des Handeinstellknopfes 5 der untere Teil 16 des Ventilschliesskörpers nicht ge­ dreht. Das bedeutet, dass die aneinander zur Abdichtung gelangenden Teile 18 und 19 immer mit den gleichen Dicht­ stellen aneinander anliegen, so dass die eingangs erwähn­ te Reproduzierbarkeit eines gewünschten Vakuum-Einstell­ wertes mit dem Sollwert-Einsteller 3 gewährleistet wird.

Die Feder 8 stellt ein zwischen dem Sollwert- Einsteller 3 und dem Ventilschliesskörper 14 angeordnetes federelastisches Verbindungsglied dar. Je nach Verschrau­ bung des Sollwert-Einstellers 3 mittels den Gewinden 6, 9 im Gehäuse 10 wird die Feder 8 mehr oder weniger vorge­ spannt, wobei sich der Ventilschliesskörper 14 in seiner dargestellten geschlossenen Stellung befindet. Das Regu­ liergerät kann z.B. an einer Platte 21 befestigt sein, die dadurch die Funktion eines Gehäuses des Gerätes er­ langt. Zur Bestimmung der jeweils gedrehten Stellung des Sollwert-Einstellers 3 bezüglich einem Gehäuse 10 oder 21 können z.B. am Handdrehknopf 5 und an der Platte 21 einander zugeordnete Skala und Indexmarkierung vorhanden sein, die nicht dargestellt sind. Die jeweils gedrehte Stellung des Handdrehknopfes 5 bezüglich der Platte 21 kann damit an dieser Skala abgelesen werden. Die Skalen­ werte entsprechen verschiedenen Vakua, wobei diese Zu­ ordnung empirisch festgelegt werden kann.

Am unteren Ende des Gerätes befindet sich ein Stellmotor 22. Dieser weist eine Membran 23 und eine daraufliegende Druckplatte 24 auf. Das untere napfförmi­ ge Ende des Gehäuses 10 ist von einem Schraubdeckel 25 umgeben, so dass sich ein Innenraum 26 ergibt. Die Druck­ platte 24 ist innerhalb dieses Innenraums 26 zum Stössel 20 hin verschiebbar geführt. Die Membran 23 ist an ihrer Peripherie vom Gehäuse 10 und dem Schraubdeckel 25 ge­ halten, wobei die Membran von diesen beiden Teilen 10 und 25 eingespannt wird. Im Boden des Schraubdeckels 25 befindet sich eine Oeffnung 27, über die Atmosphärenluft zum Druckausgleich eintreten kann.

Zwischen Gehäuse 10 und Stössel 20 befindet sich ein Durchtrittskanal 28, der eine Verbindung zwi­ schen dem Vakuumstutzen 1 und dem Raum 26 bildet. Die Membran 23 mit Druckplatte 24 kann sich im Raum 26 nach oben oder unten bewegen, so dass also der Stössel 20 des Ventilschliesskörpers 14 im Bewegungsweg des Stellmotors 22 liegt. Der Stössel 20 des Ventilschliesskörpers 14 ist also dazu bestimmt in Anlage mit der Druckplatte 24 des Stellmotors 22 zu kommen.

Am Vakuumstutzen 1 schliesst eine Leitung 29 an, die zu einer Leitung 30 führt, die zwischen einer Pumpe 31 und einem Sauggerät 32 liegt. Das Sauggerät 32 kann z.B. eine bei Geburten verwendete Saugglocke sein; das Sauggerät 32 kann aber auch zur Sekretabsaugung oder für eine Pleuradrainage verwendet werden.

Das Arbeiten mit dem Vakuumreguliergerät ist folgendermassen: Je nach dem gewünschten Vakuum wird der Handdrehknopf 5 gegenüber der ortsfesten Platte 21 (Ge­ häuse) so verdreht, dass die an diesen beiden Teilen 5 und 21 vorhandene Indexmarke mit Skala den auf dieser angeschriebenen Wert anzeigen. Die Drehung des Handdreh­ knopfes 5 erfolgt also über einen Umfangswinkel von weni­ ger als 360°. Entsprechend dem so eingestellten Vakuum- Wert ist die Feder 8 entsprechend vorgespannt worden. Der Ventilschliesskörper 14 befindet sich hierbei immer in der dargestellten geschlossenen Stellung. Das von der Pumpe 31 erzeugte Vakuum in den Leitungen 30, 29, 1 und 28 stellt sich auch im Raum 26 ein. Die Membran 23 kann sich diesem Vakuum entsprechend nach oben durchbiegen und bewegt hierbei die Druckplatte 24 zum Stössel 20 hin. Uebersteigt das von der Pumpe 31 ausgeübte Vakuum den vom Vakuumreguliergerät am Handdrehknopf 5 eingestellten Wert, drückt die Druckplatte 24 auf den Stössel 20 und wirkt der Kraft der Feder 8 entgegen. Ueberwiegt die von der Druckplatte 24 nach oben ausgeübte Kraft (Vakuum im Raum 26 × der Querschnittsfläche der Druckplatte 24) der von der Feder 8 gespeicherten Kraft, wird der Ventil­ schliesskörper 14 geöffnet. Es strömt dann über den Atmosphärenstutzen 2 Fremdluft in den Vakuumstutzen 1 und die Leitungen 29, 30. Am Sauggerät 32 wirkt dann nicht mehr das volle von der Pumpe 31 erzeugte Vakuum, sondern ein verringerter Wert.

Durch eine Drehung des Handdrehknopfes 5 um we­ niger als eine volle Umdrehung kann mittels Skala und Indexmarke der jeweils gewünschte Vakuum-Wert genau re­ produzierbar eingestellt werden. Da sich beim Beginn des Arbeitens der Pumpe 31 der Ventilschliesskörper 14 immer in der geschlossenen Stellung befindet, wird sofort in der Leitung 30 die volle Pumpenkapazität wirksam. Dieser Wert wird aber ebensoschnell durch das dann einsetzende Oeffnen des Ventilschliesskörpers 14 auf den gewünschten Vakuum-Wert reduziert. Durch die vorerwähnte Skala mit Indexmarke an den Bauteilen 5 und 21 kann sehr schnell der jeweilige gewünschte Vakuum-Wert eingestellt werden, und dieser jeweils eingestellte Vakuum-Wert wird bei Ar­ beitsbeginn der Pumpe 31 sehr schnell erzielt. Beim Eichen des Vakuumreguliergerätes kann die Skaleneinteilung empi­ risch erfolgen, so dass der mit dem Handdrehknopf 5 an der Skala eingestellte Vakuum-Wert sehr genau eingehalten wird. Dieser Wert ist dann nach einer anderen Einstellung des Handdrehknopfes 5 jederzeit wieder genau reproduzier­ bar.

Claims (8)

1. Vakuumreguliergerät, mit einem Vakuumstutzen (1) und einem Atmosphärenstutzen (2) sowie mit einem Sollwert-Einsteller (3), gekennzeichnet durch einen zwi­ schen Atmosphärenstutzen (2) und Vakuumstutzen (1) sitzen­ den Ventilschliesskörper (14) sowie einen mit dem Vakuum­ stutzen (1) in Verbindung stehenden Stellmotor (22), der mit dem Ventilschliesskörper (14) in Reihe geschaltet ist, wobei der Ventilschliesskörper (14) im Bewegungsweg des Stellmotors (22) liegt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor (22) in an sich bekannter Weise einen eine Membran (23) aufweisenden Antrieb hat.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass zwischen dem Sollwert-Einsteller (3) und dem Ventilschliesskörper (14) ein federelastisches Verbin­ dungsglied (8) angeordnet ist.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschliesskörper (14) aus zwei in der Bewe­ gungsrichtung hintereinanderliegenden Teilen (15, 16) be­ steht, die sich über ein sphärisches Gelenk (17) aufein­ ander abstützen.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass der Sollwert-Einsteller (3) einen Umfangs-Ver­ stellwinkel von weniger als 360° hat.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, dass der Sollwert-Einsteller (3) und ein Gehäuseteil (10, 21) einander zugeordnete Skala und Indexmarkierung aufweisen.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass der Ventilschliesskörper (14) einen Stössel (20) aufweist, der dazu bestimmt ist, in Anlage mit dem Stellmotor (22) zu kommen.

8. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass zwischen Membran (23) und Ventilschliesskörper (14) eine in einem Gehäuse (10) längsverschiebbar geführ­ te Druckplatte (24) liegt.